Adaptacja obrabiarek do obróbki głębokiego wiercenia.

Adaptacja obrabiarek do obróbki głębokiego wiercenia.

•
MECHANIK NR 5-6/2011
Adaptacja tokarek, wytaczarek oraz frezarek
do wiercenia głębokich otworów
Firma BOTEK Präzisions-Bohrtechnik GmbH (Riedlich-Niemcy) nieprzerwanie od wielu lat wprowadza nowe
narzędzia i technologie do obróbki głębokich otworów (narzędzia firmy BOTEK na łamach Mechanika opisywane były
w nr 8-9/2002, 02/2004 oraz 10/2007). W ostatnim okresie oferta została wzbogacona o szereg innowacyjnych
rozwiązań zarówno w zakresie nowych narzędzi, jak i oprzyrządowania służącego do zaadaptowania obrabiarek
uniwersalnych do wykonywania głębokich otworów. Przedstawiamy niektóre z najnowszych rozwiązań.
Oprzyrządowanie do zastosowania wierteł lufowych na tokarkach CNC
Głębokie wiercenia można wykonywać na tokarkach CNC, co wydatnie zwiększa elastyczność produkcji. Wykonanie
długich oraz precyzyjnych otworów jest także możliwe bez dużych nakładów inwestycyjnych związanych z zakupem
obrabiarek zadaniowych. Należy tylko zastosować odpowiedni zestaw (uchwyt i narzędzie) firmy BOTEK (rys. 1) do
wykonywania skomplikowanych operacji głębokiego wiercenia.
Rys. 1. Tokarka CNC po adaptacji umożliwiającej zastosowania narzędzi do głębokiego wiercenia
Rys. 2. Elementy podlegające wymianie podczas operacji głębokiego wiercenia; uchwyt
z kłem centrującym wymienia się na uchwyt
narzędzia z doprowadzeniem chłodziwa
Standardowy uchwyt we wrzecionie (najczęściej z kłem centrującym) jest zastępowany specjalnym uchwytem
umożliwiającym zastosowanie wierteł lufowych (rys. 2). Zamiast zazwyczaj stosowanego uchwytu z kłem centrującym,
należy zastosować uchwyt do głębokiego wiercenia wykonany na odpowiednią długość, który jest prowadzony
w podtrzymce. W przypadku obrabiarek o niedużej przestrzeni na narzędzia – elementy do prowadzenia i pozycjonowania umieszcza się w tylnej części wrzeciona. Doprowadzenie chłodziwa może się odbywać od tyłu (w kierunku
osiowym wrzeciona), bądź też – alternatywnie – w kierunku promieniowym, do uchwytu poprzez złączkę. Niezbędne
dla tego typu operacji obróbkowych ciśnienie może wytworzyć standardowa pompa, która – w razie potrzeby – jest
wspomagana dodatkową pompą zwiększającą ciśnienie emulsji lub oleju, a równocześnie zwiększającą wydatek
przepływu chłodziwa Q. Zasilanie może się odbywać ze zbiornika obrabiarki, bądź też z centralnego systemu
zasilającego kilka obrabiarek.
Uchwyty z pierścieniem doprowadzającym chłodziwo do wytaczarek i frezarek dla wierteł D = 12 ÷ 115 mm
Ciśnienie chłodziwa p, bar
Wydatek chłodziwa Q, l/min
Często użytkownicy frezarek bądź wytaczarek stoją przed zadaniem wykonania niewielkiej liczby głębokich
otworów. Dużą przeszkodą jest wtedy zbyt niskie ciśnienie p cieczy chłodząco-smarujacej (emulsji lub oleju) oraz
wydatek Q (rys. 3, 4).
W przypadku wierteł lufowych z wlutowaną częścią roboczą z węglika (typ 110, 111) – wymagania odnośnie
wydatku przepływu chłodziwa są podobne, jak dla wierteł typu 01, natomiast znacznie wzrastają wymagania odnośnie ciśnienia chłodziwa, którego wartość zależy także od długości wiercenia. Przykładowo, dla wierteł o średnicy
D = 10 mm, L = 100 mm – wymaga się ciśnienia oleju
p = 20 bar, natomiast dla D = 10 mm, L = 1000 mm –
ciśnienie p = 55 bar.
W przypadku stosowania emulsji, wartość ciśnienia
może być zredukowana o 20%.
Częstokroć użytkownicy wiertarek lub frezarek stosują
narzędzia do głębokiego wiercenia bez uprzedniego przystosowania obrabiarki. Powoduje to uszkodzenie narzędzia, a także jest niebezpieczne dla operatora obrabiarki.
Firma BOTEK, wychodząc naprzeciw zapotrzebowaniu
klientów na oprzyrządowanie umożliwiające adaptację
Średnica wietła D, mm
Średnica wietła D, mm
obrabiarek do zadań głębokiego wiercenia, wprowadziła
Rys. 3. Wymagane ciśnienie p oraz wydatek Q dla wierteł lufowych
z wymienną płytką skrawającą – typ 01-000 oraz 01-010
wiele rodzajów uchwytów (np. ISO, HSK, CAPTO) z od-
•
Ciśnienie chłodziwa p, bar
Wydatek chłodziwa Q, l/min
MECHANIK NR 5-6/2011
200xdia.
100xdia.
50xdia.
10xdia.
Średnica wiertła D, mm
Rys. 4. Wymagane ciśnienie p oraz wydatek Q dla wierteł lufowych z wlutowaną
końcówką skrawającą – typ 110
Średnica wiertła D, mm
powiednio uszczelnionymi obejmami, połączonymi obrotowo z adapterami do
mocowania narzędzi z chwytami typu WELDON (rys. 5). W trakcie pracy
narzędzia, obejmę należy unieruchomić poprzez odpowiedni element związany z korpusem obrabiarki.
INNE NOWOŚCI
Pulsator – urządzenie wywołujące kontrolowane drgania w kierunku
osiowym narzędzia.
Rys. 5. Uchwyt z pierścieniem doprowaUrządzenie wywołuje drgania o odpowiedniej amplitudzie w kierunku osiodzający chłodziwo
wym narzędzia/wiertła lufowego, co prowadzi do zmniejszania grubości
wióra, a w konsekwencji do jego łatwego łamania.
Urządzenie to stosuje się zarówno na obrabiarkach zadaniowych, jak i na centrach obróbkowych, szczególnie podczas
wykonywania otworów w stali oraz w materiałach generujących długi wiór (miedzi, niektórych stopów aluminium).
Pulsator stosuje się do wierteł lufowych w zakresie średnic D = 4 ÷ 12 mm (rys. 6, 7).
Wymierną korzyścią ze stosowania pulsatora jest możliwość 3-krotnego podwyższenia wartości posuwu vf
w przypadku wykonywania otworów w miedzi wiertłami lufowymi z pojedynczym rowkiem wiórowym (typ 110).
W przypadku wierteł pełnowęglikowych z podwójnym rowkiem (typ 123), pracujących w stali przy zastosowaniu
obróbki pulsacyjnej i odpowiednio dobranej geometrii wiertła, TABLICA I. Parametry obróbki stosowane przy obróbce z pulsatorem / bez pulsatora
MIEDŹ
Obróbka bez pulsatora
Obróbka z pulsatorem
Obróbka z pulsatorem
można osiągnąć posuwy robocze
Narzędzie
Wiertło lufowe – typ 110
Wiertło lufowe – typ 110 Wiertło lufowe – typ 123
vf = 200 ÷ 100 mm/min.
Średnica D, mm
8,0
8,0
8,0
Prędkość posuwu vf, mm/min
40
120
200
STAL
Narzędzie
Obróbka bez pulsatora
Obróbka z pulsatorem
Obróbka z pulsatorem
Wiertło lufowe – typ 110
Wiertło lufowe – typ 110
Wiertło lufowe – typ 123
Średnica D, mm
Prędkość posuwu vf, mm/min
8,0
8,0
8,0
90 ÷ 100
150 ÷ 180
200 ÷ 1000
TABLICA II. Nowe typy wierteł do głębokiego wiercenia
Wiertło lufowe z węglika – typ 113HP
Zakres średnic: ∅ 7,00 ÷ 12,00 mm
Dokładność obróbki: obróbka zgrubna klasa IT8,
chropowatość powierzchni Ra = 0,8 µm
Charakterystyka techniczna, zalety:
możliwość obróbki z chłodzeniem emulsją, olejem
bądź w mgle olejowej (MQL). Duże posuwy –
wzrost do 800% w stosunku do wierteł lufowych typu 110;
zastosowanie do materiałów generujących długie wióry
Typy 158-00 oraz 158-01 –
nowe wiertła kręte z węglika
Zakres średnic: ∅ 3,00 ÷ 14,00 mm
Dokładność obróbki: obróbka zgrubna klasa IT9-IT10
chropowatość powierzchni Ra = 1,5 ÷ 3 µm
Charakterystyka techniczna, zalety:
EXTRA-długie, długość robocza – do 40 × d.
Duża wydajność. Krótki termin dostawy oraz regeneracji.
Wiertło do głębokich wierceń
na wymienne płytki skrawające – typ 01-000
oraz 01-010
Nowy zakres średnic: ∅ 12,00 ÷ 43,99 mm
Dokładność obróbki: obróbka IT8, chropowatość
Ra=1,0 ÷ 2,0 µm
Charakterystyka techniczna, zalety:
wymienne płytki oraz prowadniki.Obróbka z dużymi posuwami.
Wyeliminowanie potrzeby stosowania osprzętu
(m.in. tulejek wiertarskich oraz prowadzących)
Rys. 6. Pulsator dla wierteł Dmax = 4 mm
Maksymalne obroty n = 6000 obr/min. Ruch
pulsacyjny bez możliwości regulacji. Gabaryty: ∅ 170, L = 160 mm. Masa: 4,4 kg
Rys. 7. Pulsator dla zakresu D = 4 ÷ 12 mm
Maksymalne obroty n = 6000 obr/min. Ruch
pulsacyjny z możliwością regulacji. Gabaryty: ∅ 50, L = 160 mm. Masa: 1,3 kg
Opracował: mgr. inż. Jan Wit
AWEXIM Sp. z o.o.
03-934 Warszawa, ul. Wąchocka 1G
tel./fax 22 750 78 07
www.awexim.pl e-mail: [email protected]